專利名稱：風(fēng)力轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明適用于通過以控制的方式將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能發(fā)電、通常 用于發(fā)電的操作設(shè)備或液壓泵、以及轉(zhuǎn)子，具有調(diào)節(jié)的效能輸出，供 應(yīng)穩(wěn)定，與風(fēng)速無關(guān)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的風(fēng)力轉(zhuǎn)換器(eolical converters )特征在于，具有螺旋形結(jié) 構(gòu)，所述螺旋形結(jié)構(gòu)平行于支承設(shè)備的支柱在豎直方向上旋轉(zhuǎn)，并直 接連接到發(fā)電機(jī)的軸或外殼上，所述發(fā)電機(jī)的軸或外殼垂直于連接到 豎軸上的支柱在水平方向上旋轉(zhuǎn)。
在螺旋形結(jié)構(gòu)的情況下，它們只是隨著風(fēng)合力的分量(分率)的 變化旋轉(zhuǎn)，通過階梯狀的角度變化，它在豎直方向上提供風(fēng)向。螺旋 形結(jié)構(gòu)的4產(chǎn)狀物的空氣動(dòng)力表面除了僅利用風(fēng)力的分量之外，如果與 運(yùn)動(dòng)所運(yùn)行的圓相比，具有極小的面積，此外，這種構(gòu)型不能在接收 平方米風(fēng)的空間中用若干螺旋形結(jié)構(gòu)推動(dòng)同 一軸來增加效率。
一旦螺旋形結(jié)構(gòu)演變成基本上產(chǎn)生氣團(tuán)移動(dòng)，換句話說，演變成 使風(fēng)移動(dòng)或不被風(fēng)移動(dòng)，這種情況使螺旋形結(jié)構(gòu)很少有效。
在外殼的情況下，問題更嚴(yán)重，因?yàn)樗鼈冊(cè)谇安亢秃蟛烤哂邢嗤?的空氣動(dòng)力表面，只是具有不同的阻力系數(shù)，所產(chǎn)生的力極小，因此 在這種捕集(pickup)風(fēng)力的方法中更多地降低效率。
現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)技術(shù)問題是產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)與入射風(fēng)速成 正比，而且不能控制軸的角速度。這樣，連接到這些轉(zhuǎn)換器上的發(fā)電 機(jī)所發(fā)出的電能可變，這對(duì)大量耗電的發(fā)電是不希望有的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，可以發(fā)現(xiàn)，具有板或葉片的轉(zhuǎn)換器也固定到水平 軸上，所述水平軸使豎軸旋轉(zhuǎn)。這些葉片這樣固定到水平軸上，以便 將葉片分成具有不同尺寸的兩部分，其中， 一部分在軸的上方，而另一部分在軸的下方。當(dāng)風(fēng)吹在前面葉片上時(shí)，葉片處于豎直位置，從 而使主軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)葉片到達(dá)風(fēng)在后面吹的位置時(shí)，該葉片旋轉(zhuǎn)成處于 水平位置，這樣，葉片對(duì)風(fēng)不產(chǎn)生阻力。然而，這種機(jī)構(gòu)是無效的， 因?yàn)楫?dāng)葉片背后與使形成水平的風(fēng)有關(guān)時(shí)，換句話說，當(dāng)葉片處于水 平位置時(shí)，在水平軸上方的這部分葉片利用風(fēng)力來對(duì)抗水平位置從而 對(duì)此提供阻力，必要時(shí)，使水平軸下方的面積變得更大，這樣，風(fēng)力 合量使可能成為水平位置，這樣大大減少利用風(fēng)力來轉(zhuǎn)變成主豎軸的 旋轉(zhuǎn)力，如果我們將用于推動(dòng)的總面積與對(duì)水平位置和豎直位置提供 阻力的面積作比較，則上述用于轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)能的合力很小，換句話說， 該系統(tǒng)具有像螺旋形結(jié)構(gòu)系統(tǒng)一樣低的效率，除了對(duì)顯著擴(kuò)大接收面 積以推動(dòng)同一軸來大量發(fā)電有相同的限制之外，由于中間的水平軸與 葉片一起旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致限制葉片的尺寸(寬度)，所述葉片從結(jié)構(gòu)和功能 的觀點(diǎn)來看不能達(dá)到很大的尺寸，因而不能在大量發(fā)電時(shí)加入該系統(tǒng)， 因?yàn)橐坏┌宀荒茈S這些運(yùn)動(dòng)的變化進(jìn)行固定，就不能對(duì)水平軸實(shí)施支 承系統(tǒng)，以此支承大的載荷，從而限制了尺寸。
現(xiàn)有技術(shù)的解決方案試圖用不同重量的材料制造葉片，以使葉片
的上部比下部輕來補(bǔ)償上述問題，然而，這與下述情況有關(guān)系，即當(dāng) 葉片必須處于水平位置時(shí)，較重的下部要求用較大的風(fēng)力使葉片處于 水平和同一位置，從而改變?nèi)~片的下部和上部的重量，問題變得更糟，
因此，它仍然妨礙一次有更多的葉片形成水平位置，這確定，形成水 平位置是風(fēng)反對(duì)和支持形成水平位置的合力。
該系統(tǒng)對(duì)大量發(fā)電的另 一個(gè)技術(shù)問題是因?yàn)闆]有控制裝置，這種 控制裝置使板移離或接近主軸，用于有效地控制旋轉(zhuǎn)，以補(bǔ)償風(fēng)速變 化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，發(fā)明一種新型風(fēng)力轉(zhuǎn)換器，所述新型 風(fēng)力轉(zhuǎn)換器具有推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)未公開的特點(diǎn)，該轉(zhuǎn)換器具有
90-98%之間的風(fēng)力利用率，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，隨著風(fēng)速 改變這個(gè)百分率，同時(shí)，它們除了這種高效率之外，還能在對(duì)涉及的板尺寸沒有限制的情況下，增加若千層次的板，為唯一的螺旋槳軸在 可能增加之處提供使用接收風(fēng)力的巨大面積，以便在低風(fēng)速值情況下 使接收風(fēng)的巨大面積能旋轉(zhuǎn)該軸，并且在較大載荷的實(shí)施例中，該轉(zhuǎn) 換器可以具有控制裝置，以提供控制和調(diào)節(jié)的效能輸出，如廣泛常見 的沒有變化、振動(dòng)和噪音，并且另一方面，在某些時(shí)期風(fēng)力不足的地 方，設(shè)想提供將風(fēng)力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)連接到具有控制噴射的內(nèi)燃機(jī)上，或 者在風(fēng)停止時(shí)刻已經(jīng)對(duì)能量提供自動(dòng)換向的地方，提供一種混合系統(tǒng)。本系統(tǒng)還提供一種抗強(qiáng)風(fēng)和狂風(fēng)的安全裝置。在接收風(fēng)力中所用的技術(shù)是當(dāng)風(fēng)吹在平面空氣動(dòng)力板中時(shí)，通過 風(fēng)力形成豎軸的旋轉(zhuǎn)，所述板在水平方向作圓周運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)?？諝鈩?dòng)力 表面不用外殼或螺旋形結(jié)構(gòu)的格式，而是用具有方形或矩形格式的平 面的板構(gòu)成，所述板具有極薄的厚度，并用極輕和抗風(fēng)壓的材料制造。板通過鉸接系統(tǒng)或其它裝置固定到水平軸上，這樣使板能在四分 之一圓周運(yùn)動(dòng)中移動(dòng)，其中，鉸接件固定在板的上部中，并固定在固 定的水平軸或螺紋水平軸中，用伺服電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可能提供使 接收風(fēng)的空氣動(dòng)力板移離或接近主豎軸來旋轉(zhuǎn)控制風(fēng)速的變化。當(dāng)在前部接收風(fēng)力時(shí)，板停在豎直位置，從而產(chǎn)生牽引力，而當(dāng) 從背部(后面)接收風(fēng)力時(shí)，板到達(dá)幾乎處于水平位置，也就是說形成水平，從而產(chǎn)生最小的空氣動(dòng)力阻力。在該系統(tǒng)中，板使用100%的風(fēng)力用于牽引或達(dá)到水平位置，這取決于與風(fēng)向有關(guān)的位置，而沒 有任何由風(fēng)力產(chǎn)生的空氣動(dòng)力阻力，用于轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的風(fēng)力的 高利用率的原因僅僅與板的重量和風(fēng)速有關(guān)。上述水平旋轉(zhuǎn)組安裝在豎直結(jié)構(gòu)的管狀支柱上，所述管狀支柱可 以裝有若干組水平空氣動(dòng)力板，這些空氣動(dòng)力板以若干豎直層次(level)、可變的角度設(shè)置在豎軸上，以增加最終效能，按照結(jié)構(gòu)估計(jì) 組數(shù)和板的空氣動(dòng)力表面的尺寸將取決于系統(tǒng)預(yù)定所需能量的生產(chǎn)能 力。旋轉(zhuǎn)豎軸固定在支承結(jié)構(gòu)支柱上，所述支柱固定到地面上。結(jié)構(gòu) 所固定的外部旋轉(zhuǎn)豎軸(覆蓋物)在滾柱軸承和滾動(dòng)支座上操作，接收風(fēng)的板在上述結(jié)構(gòu)之下傾斜，所述滾柱軸承和滾動(dòng)支座固定到內(nèi)部 結(jié)構(gòu)支柱上，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)支柱固定地面上或固定到高的結(jié)構(gòu)上，以 捕獲較少湍流的風(fēng)層，同時(shí)在其下部末端具有齒輪系統(tǒng)或皮帶輪，所 述齒輪系統(tǒng)或皮帶輪將與發(fā)電機(jī)或另外所需要的旋轉(zhuǎn)設(shè)備連接。具有 較大和較小尺寸的齒輪和/或皮帶輪的直徑將由螺旋槳軸轉(zhuǎn)數(shù)的放大 系數(shù)決定，并且將取決于所采用的發(fā)電機(jī)制造廠家的技術(shù)條件和需要， 這樣得到與所需要的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的正確關(guān)系。在需要產(chǎn)生機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的更大效能和較好精度范圍的情況下，可以 利用伺服電機(jī)使空氣動(dòng)力板自動(dòng)地移離或接近旋轉(zhuǎn)豎軸，從而增加或 減少角速度，這樣補(bǔ)償風(fēng)速的變化，此外，還添加內(nèi)部圓盤轉(zhuǎn)向輪， 所述內(nèi)部圓盤轉(zhuǎn)向輪具有與軸的基座中最大齒輪成整體的典型重量， 從而增加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的慣性。在必要的情況下，可以將電磁電機(jī)與結(jié)構(gòu) 和專用巻軸連接，用于有效控制增加所需旋轉(zhuǎn)的相反旋轉(zhuǎn)阻力，同時(shí) 將信息發(fā)送到控制單元，以通過伺服電機(jī)，使空氣動(dòng)力板改變位置， 從而使它們移離主軸，或者相反，在風(fēng)速下降的情況下使板接近主軸， 在電機(jī)不能執(zhí)行更多阻力功能的時(shí)刻，開始推動(dòng)，而板接近該軸，以 避免旋轉(zhuǎn)下降，為此，以固有的方式系統(tǒng)使用預(yù)加負(fù)荷的蓄電池，以便提供內(nèi)燃機(jī)只在長時(shí)間例如超過3分鐘沒有風(fēng)力的情況下投入運(yùn) 行。通過本發(fā)明的 一 些實(shí)施例的詳細(xì)說明并根據(jù)附圖將更好地理解本 發(fā)明，然而，這些實(shí)施例不是限制本發(fā)明。


圖l是本發(fā)明第一實(shí)施例的上部透視圖； 圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的下部透視圖； 圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的正視圖； 圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的俯視圖；圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的正面剖視圖，示出空氣動(dòng)力板的移動(dòng) 方向；圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例基座的正面剖視圖；圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例的上部透視圖； 圖8是本發(fā)明第二實(shí)施例的下部透視圖； 圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖IO是本發(fā)明第二實(shí)施例的正面剖視圖； 圖11是本發(fā)明第二實(shí)施例的側(cè)面剖視圖； 圖12是本發(fā)明第二實(shí)施例的俯視圖； 圖13是本發(fā)明第二實(shí)施例的頂部剖視圖； 圖14是本發(fā)明第二實(shí)施例的部分剖開的正視圖；具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面將對(duì)兩個(gè)可行實(shí)施例予以說明，然 而，本發(fā)明不限于下面提出的附圖和實(shí)施例。 本發(fā)明的第一實(shí)施例本發(fā)明的這個(gè)第一實(shí)施例預(yù)定小規(guī)模和大規(guī)模發(fā)電，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu) 能達(dá)到大的尺寸。這種構(gòu)型特點(diǎn)在于有風(fēng)捕集系統(tǒng)，所述風(fēng)捕集系統(tǒng) 使能將風(fēng)力中的90-98%用來轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，同時(shí)，除了這種大 的輸出之外，在對(duì)涉及的板尺寸沒有限制的情況下，能增加若干板的 層次，這為螺旋槳軸在可以增加之處提供使用接收風(fēng)力的巨大面積， 以便即使在低風(fēng)速的情況下，也能用大的風(fēng)力接收面積使軸旋轉(zhuǎn)，該 系統(tǒng)不需要放在風(fēng)向中，因?yàn)闋恳εc風(fēng)向無關(guān)，而總是在編程序旋 轉(zhuǎn)的方向上旋轉(zhuǎn)，并且該系統(tǒng)還有一裝置，所述裝置能通過接近和移 動(dòng)空氣動(dòng)力板控制圓筒形豎直空心覆蓋物l旋轉(zhuǎn)一會(huì)兒，并且上述系 統(tǒng)還要具有圓筒形豎直空心覆蓋物1;帶有控制的角運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn) 動(dòng)的空氣動(dòng)力板2;結(jié)構(gòu)式水平臂3;結(jié)構(gòu)緊固纜索4;水平旋轉(zhuǎn)軸5; 空氣動(dòng)力板的平移伺服電機(jī)6;空氣動(dòng)力板的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)7;空氣動(dòng) 力板旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸8;空氣動(dòng)力板減震器9;使旋轉(zhuǎn)的慣性載荷轉(zhuǎn)向輪 10;轉(zhuǎn)向輪齒條ll;發(fā)電機(jī)錐齒輪12; RPM倍增器箱13;彈性聯(lián)軸 節(jié)14;交流發(fā)電機(jī)15;帶彈性接頭的聯(lián)軸節(jié)液壓離合器16;內(nèi)燃機(jī) 17;帶電磁制動(dòng)器和加速器的起動(dòng)裝置電磁電機(jī)18;旋轉(zhuǎn)傳感器19; 控制和管理系統(tǒng)中心20;平面軸承21和支座軸承22;圓筒形豎直支柱23。其中，空氣動(dòng)力板2固定到水平軸5上，這樣使板能產(chǎn)生四分 之一圓周部分的運(yùn)動(dòng)，并且還在水平軸5延伸的兩個(gè)方向上平移，從 而保持覆蓋物1的角速度恒定，而且將水平臂3固定到覆蓋物1上， 從而形成橫桿24，并且在每個(gè)水平面上，將這些橫桿24這樣設(shè)置， 以使它們之間的角度通過90°角除以所用的橫桿數(shù)得出。將覆蓋物1插入到結(jié)構(gòu)支柱23的頂部，并用平面軸承和支座軸承 22支承，所述平面軸承和支座軸承22使覆蓋物能在角運(yùn)動(dòng)時(shí)由于很 小阻力圍繞支柱自由旋轉(zhuǎn)。支柱23可以通過常規(guī)的基礎(chǔ)技術(shù)和下部結(jié) 構(gòu)直接固定到地面上。因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)在風(fēng)更均勻的各種高度下 運(yùn)行具有更大的效率，所以轉(zhuǎn)換器的支柱和所有結(jié)構(gòu)都可以固定在建 筑物上，那么將轉(zhuǎn)換器升高至理想的操作高度，這樣，在相同的理想 操作高度尺寸情況下省去建造支柱23和覆蓋物1，例如，如果一個(gè)地 方使均勻的風(fēng)達(dá)到100米的高度，則可以將轉(zhuǎn)換器固定在50米高的建 筑物上，而支柱23和覆蓋物1它們可以具有大約50米的高度，而不 是100米，這使轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)變得不太笨重和麻煩?？諝鈩?dòng)力板2通過螺紋支承件25連接到水平旋轉(zhuǎn)軸5上，這些螺 紋支承件25通過驅(qū)動(dòng)平移伺服電機(jī)6和旋轉(zhuǎn)板2使板2能在軸5的兩 個(gè)方向上移動(dòng)，且在板的前部接收風(fēng)力時(shí)，保持在豎直位置，從而對(duì) 水平臂3產(chǎn)生推力而使覆蓋物l旋轉(zhuǎn)，而當(dāng)空氣動(dòng)力板2在后部后面 接收風(fēng)時(shí)，它們到達(dá)幾乎處于水平位置，從而執(zhí)行四分之一部分的圓 周運(yùn)動(dòng)。空氣動(dòng)力板2是平面的且被分層，而且板2在水平位置或回 到豎直位置時(shí)促進(jìn)風(fēng)力的移動(dòng)，以便推動(dòng)水平臂3，并因此使覆蓋物l 旋轉(zhuǎn)，這樣使慣性載荷轉(zhuǎn)向輪10旋轉(zhuǎn)，所述慣性載荷轉(zhuǎn)向輪10將旋 轉(zhuǎn)傳送到連接轉(zhuǎn)向輪齒條ll的發(fā)電機(jī)錐齒輪12上。這樣，由風(fēng)引起 的板2的水平旋轉(zhuǎn)被傳送到發(fā)電機(jī)15上，所述發(fā)電機(jī)15接收已經(jīng)通 過與交流發(fā)電機(jī)15特性一致的RPM倍增器箱13適當(dāng)增加的這種旋 轉(zhuǎn)。RPM倍增器箱13和發(fā)電機(jī)15之間的連接通過彈性聯(lián)軸節(jié)14產(chǎn) 生，上述彈性聯(lián)軸節(jié)14能將旋轉(zhuǎn)傳送到發(fā)電機(jī)15，且不會(huì)造成發(fā)電 機(jī)15的轉(zhuǎn)子軸損壞。然而，在發(fā)電機(jī)15的另一端，連接到同一發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的通過帶有彈性接頭的聯(lián)軸節(jié)液壓離合器16連接到內(nèi)燃 機(jī)17上。該離合器16是沒有風(fēng)、極弱風(fēng)時(shí)刻或者大暴風(fēng)時(shí)刻由控制 和管理系統(tǒng)中心20操作，以使發(fā)電機(jī)15的旋轉(zhuǎn)保持恒定。然而，在 內(nèi)燃機(jī)17開動(dòng)之前，系統(tǒng)啟動(dòng)電磁電機(jī)18，以便使轉(zhuǎn)換器保持恒定 旋轉(zhuǎn)。只有在風(fēng)脫離正常情況超過預(yù)定時(shí)間時(shí)，才開動(dòng)內(nèi)燃機(jī)17和關(guān) 閉電磁電機(jī)18。
空氣動(dòng)力板可以用金屬材料、塑料、合成纖維、輕質(zhì)抗水和抗天 氣作用的織物或任何其它具有這種抗風(fēng)力特性的材料制成。
空氣動(dòng)力板具有用輕質(zhì)材料，如金屬、合金、鋁、碳纖維、鐵、 鋼或塑料制成的剛性構(gòu)架，以便當(dāng)這些空氣動(dòng)力板處在風(fēng)壓之下時(shí)使 剛性板保持原有形狀滑動(dòng)。
空氣動(dòng)力板2位于水平支承臂3上，所述水平支承臂3連接到安 全伺服電機(jī)7上，所述安全伺服電機(jī)7在風(fēng)暴或狂風(fēng)時(shí)刻使板2旋轉(zhuǎn) 為水平位置，從而形成水平狀態(tài)。
水平軸5具有環(huán)形螺旋形式的螺紋，并且它們連接到平移伺服電 機(jī)6上，所述平移伺服電機(jī)6使水平軸5朝順時(shí)針和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)， 使空氣動(dòng)力板2移離或接近覆蓋物1，從而保持慣性載荷轉(zhuǎn)向輪IO的 角速度，并因此保持發(fā)電機(jī)15的速度恒定。
鉛筆型自持式水平臂3是管狀的，并具有格狀結(jié)構(gòu)且連接到覆蓋 物1上。水平臂3還可以用鋼索支承，所述鋼索鎖緊在臂3和覆蓋物 l的末端，從而節(jié)約格狀結(jié)構(gòu)。水平臂3通過鋼索4彼此互連，從而 使同一平面中形成橫桿24的臂3組具有更大的剛性和穩(wěn)定性。
水平臂3具有減震器9，所述減震器9在不損害它們吸收施加到 板2上風(fēng)力的情況下使空氣動(dòng)力板2的角運(yùn)動(dòng)變得柔和，以便減少對(duì) 牽引力或水平位置的沖擊。
圓筒形覆蓋物l在下部末端具有慣性載荷轉(zhuǎn)向輪10。該慣性載荷 轉(zhuǎn)向輪10具有用于向RPM倍增器箱13的發(fā)電機(jī)錐齒輪12和向電磁 電機(jī)18的錐齒輪進(jìn)行傳動(dòng)的齒條11,用于控制旋轉(zhuǎn)和離開。
交流發(fā)電機(jī)15產(chǎn)生恒定的輸出且沒有周期波動(dòng)，因此，在覆蓋物1恒定旋轉(zhuǎn)的操作中沒有噪音，這種覆蓋物1的恒定旋轉(zhuǎn)通過控制空
氣動(dòng)力板2與覆蓋物1的距離和/或控制空氣動(dòng)力板2的斜度以及另外 控制電磁電機(jī)18的控制器得以均衡。
所述轉(zhuǎn)換器具有內(nèi)燃機(jī)17，以便在弱風(fēng)、風(fēng)暴和狂風(fēng)的情況下使 發(fā)電機(jī)15的旋轉(zhuǎn)保持恒定，或者在替換內(nèi)燃機(jī)時(shí)，使用現(xiàn)有電網(wǎng)的電 能。
電磁電機(jī)18在瞬間風(fēng)沒有強(qiáng)到足以推動(dòng)轉(zhuǎn)換器的情況下，承擔(dān)在 產(chǎn)生轉(zhuǎn)換器離開的時(shí)刻除去慣性系統(tǒng)。當(dāng)用作磁力制動(dòng)器以增加或減 少慣性載荷轉(zhuǎn)向輪10上的載荷或不使旋轉(zhuǎn)受到減小的牽引力時(shí)，這種 電磁電機(jī)18還在控制覆蓋物1的恒定旋轉(zhuǎn)中試圖予以幫助。
旋轉(zhuǎn)傳感器19監(jiān)測(cè)慣性載荷轉(zhuǎn)向輪10的旋轉(zhuǎn)，用作控制發(fā)電機(jī) 15恒速的參數(shù)，從而保證在所希望模式周期的情況下內(nèi)部能量的輸 出。
轉(zhuǎn)換器的控制通過控制和管理系統(tǒng)中心20進(jìn)行，所述控制和管理 系統(tǒng)中心20控制發(fā)電機(jī)15的發(fā)電，從而通過根據(jù)旋轉(zhuǎn)傳感器19瞬時(shí) 信息及電壓和發(fā)電機(jī)15瞬時(shí)輸出電流的反饋驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、 7、 17和/ 或18。盡管在圖中未示出，但可以在發(fā)電機(jī)15的輸出中提供電流和 電壓傳感器。
位于轉(zhuǎn)換器的基座上用于發(fā)電和控制所發(fā)電能的設(shè)備用覆蓋物保 護(hù)，所述覆蓋物阻止雨水和陽光到達(dá)這些設(shè)備。 實(shí)施本發(fā)明的第二形式
關(guān)于風(fēng)換轉(zhuǎn)負(fù)器的這個(gè)第二實(shí)施例，將會(huì)舉例說明海岸區(qū)和小居 民區(qū)，其特征在于，使具有風(fēng)捕集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使能利用該風(fēng)力中 的90-98%轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)才幾械能，同時(shí)，它們除了這種高效率之外，還 能增加若干層次的板，該系統(tǒng)不必為風(fēng)向定向，因?yàn)檗D(zhuǎn)換器牽引力與 風(fēng)向無關(guān)，總是按編程序旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)。
該轉(zhuǎn)換器具有圓筒形豎直支柱23;平面空氣動(dòng)力板2;水平軸 26;旋轉(zhuǎn)豎軸27;成組旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)組軸承29;皮帶輪30、 31、 32、 33;直流發(fā)電機(jī)34;控制電路35;亮度傳感器36;電抗器37;蓄電池38;管線39;燈40;固定支柱基座41;固定支柱基座覆蓋物42; 旋轉(zhuǎn)組43，其中，空氣動(dòng)力板2通過鉸接件44固定到水平軸26上， 以便使鉸接件44的一側(cè)固定在水平軸26的下部，而鉸接件44的另一 側(cè)固定在板2的上部，并將水平軸26固定到形成橫桿45的旋轉(zhuǎn)組43 上，和固定到這些橫桿所要達(dá)到的每個(gè)水平面上，以便通過90。角除 以所用的橫桿數(shù)得出它們之間的角度。
在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)組43可以具有四個(gè)或多個(gè)橫桿45，當(dāng)具有 四個(gè)層次橫桿時(shí)，各橫桿間的夾角為22.5。，或者當(dāng)具有四個(gè)以上橫桿 時(shí)它們之間的夾角更小，其中角度是通過90。角除以所用的橫桿數(shù)得 出的。
4t轉(zhuǎn)組43插入到支柱23的頂部中，并由3走轉(zhuǎn)組軸承28支承，這 樣使旋轉(zhuǎn)組43自由地圍繞支柱旋轉(zhuǎn)。
水平軸26具有兩部分組成的止動(dòng)器46，所述兩部分相互形成80° 的夾角，以使兩部分中的一個(gè)與水平軸26形成90。，從而使板2在接 收到前面風(fēng)時(shí)能被支承而保持其豎直狀態(tài)，像這樣提供與風(fēng)的最大表 面接觸，以利用風(fēng)力。止動(dòng)器46的另一部分與水平軸26形成10。角， 以便當(dāng)風(fēng)吹在空氣動(dòng)力板2的后部時(shí)，使處于幾乎水平的位置，而10° 角使能在板回來將遇到前面的風(fēng)時(shí)，該板快速下降返回到豎直位置， 從而推動(dòng)旋轉(zhuǎn)組。
止動(dòng)器46在與板2形成接觸的部分中被用吸收性材料覆蓋，這樣 減輕各板2之間的沖擊，且使止動(dòng)器46保持板2的整體性。
空氣動(dòng)力板2是平面的，并且與寬度和長度相比，具有極薄的厚 度，并用金屬材料、塑料、合成纖維或者耐水和耐惡劣天氣的織物制 成，以便當(dāng)風(fēng)吹到它們的正面時(shí)，提供對(duì)風(fēng)很大的阻力。由于板2的 重量輕，所以當(dāng)風(fēng)在后面吹到板時(shí)，易于使板2升起。板的厚度是極 薄的。
空氣動(dòng)力板2可以具有剛性構(gòu)架，所述剛性構(gòu)架用輕質(zhì)材料，如 鋁、碳纖維、塑料或具有高阻力和低重量特性的類似材料制成。
支柱2通過焊接在加強(qiáng)環(huán)47中固定在固定支柱基座41內(nèi)。固定支柱基座41由四個(gè)管狀支承件和加強(qiáng)環(huán)47組成，所述加強(qiáng)環(huán)47使各 支承件相互拉緊，從而在它們之間形成90。角。
管狀支承件具有膝狀物，所述膝狀物具有一定角度，該角度根據(jù) 將要建造的基座尺寸可以在20°到45。之間變動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)豎軸27即使在支柱的基座靠在下部板48中之后，也從支柱 23的頂部延伸，并且在旋轉(zhuǎn)豎軸27的每個(gè)末端中具有軸承29。這些 軸承承擔(dān)旋轉(zhuǎn)豎軸27的自由旋轉(zhuǎn)。皮帶輪30固定在旋轉(zhuǎn)豎軸27的下 部末端中，所述旋轉(zhuǎn)豎軸27將旋轉(zhuǎn)傳送到較小的傳動(dòng)皮帶輪31。在 皮帶輪31的同一軸中是較大的傳動(dòng)皮帶輪32，所述傳動(dòng)皮帶輪32將 旋轉(zhuǎn)傳送到發(fā)電機(jī)皮帶輪33。在有皮帶輪的地方，這些皮帶輪可以用 齒輪代替，所述齒輪具有增強(qiáng)旋轉(zhuǎn)的功能。
在這種構(gòu)型中采用的發(fā)電機(jī)34可以是直流發(fā)電機(jī)或者交流發(fā)電機(jī)。
由直流發(fā)電機(jī)34發(fā)出的電能由控制電路35控制，所述控制電路 35與直流發(fā)電機(jī)34、亮度傳感器36、電抗器37、發(fā)送與接收電能的 蓄電池38以及僅發(fā)送電能的燈40連接。這些蓄電池設(shè)定的尺寸與將 要安裝轉(zhuǎn)換器之處風(fēng)的狀況特征一致，可以將蓄電池的尺寸設(shè)定成在 沒有風(fēng)時(shí)供電一小時(shí)或更長時(shí)間。
管線39將要裝在支柱23的內(nèi)壁上，從而將電抗器37連接到燈 40上。
一旦安裝完畢，風(fēng)力轉(zhuǎn)換器便在有風(fēng)情況下開始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)吹在 板2側(cè)面A見圖7上時(shí)，則使旋轉(zhuǎn)組43逆時(shí)針或順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)， 這取決于安裝止動(dòng)器的側(cè)面。側(cè)面B的板幾乎水平地偏斜圖中未示出， 從而提供大約風(fēng)力值的1%-5%的風(fēng)阻力。這樣，當(dāng)在側(cè)面B的板到 達(dá)側(cè)面A時(shí)，由于這些板為10。夾角，所以風(fēng)將板向下推，使這些板 處于豎直位置，從而推動(dòng)旋轉(zhuǎn)組43等等。
旋轉(zhuǎn)組43在軸承中傾斜旋轉(zhuǎn)，并將旋轉(zhuǎn)傳送到旋轉(zhuǎn)豎軸27，所 述旋轉(zhuǎn)豎軸27通過皮帶輪30、 31、 32和33將旋轉(zhuǎn)傳送到直流發(fā)電機(jī) 34，然后直流發(fā)電機(jī)發(fā)電。該電能最后到達(dá)控制電路35，所述控制電路35檢驗(yàn)亮度傳感器36的狀態(tài)。如果傳感器發(fā)出亮度低的信息，換 句話說，在夜晚或者有密云時(shí)，則控制電路向電抗器37提供電力，所 述電抗器37將為燈40傳送的電壓升高。另外，控制電路35為蓄電池 38提供電力，這樣使蓄電池保持有負(fù)荷狀態(tài)。控制電路35監(jiān)測(cè)蓄電 池38的負(fù)荷電平，并且當(dāng)它檢測(cè)到這些蓄電池38有負(fù)荷時(shí)，^f更切斷 供電，從而避免蓄電池38的過載和過早報(bào)廢。在傳感器指示亮度低而 發(fā)電機(jī)因風(fēng)力不足不發(fā)電時(shí)，控制電路則將蓄電池38的電能提供給電 抗器37，所述電抗器37將燈40點(diǎn)亮。發(fā)出的電能可用來供給其它系 統(tǒng)，如住宅。
權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)力轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該風(fēng)力轉(zhuǎn)換器具有風(fēng)捕集系統(tǒng)，所述風(fēng)捕集系統(tǒng)使能利用風(fēng)力的90-98％來轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，同時(shí)，除了這個(gè)巨大輸出之外，還能在對(duì)涉及的板尺寸沒有限制的情況下，增加若干層次的板，為螺旋槳軸在可能增加之處提供使用接收風(fēng)力的巨大面積，以便即使在低風(fēng)速情況下，使接收風(fēng)的巨大面積也能旋轉(zhuǎn)該軸，該系統(tǒng)不需要放在風(fēng)向中，因?yàn)樗臓恳εc風(fēng)向無關(guān)，總是在按編程序旋轉(zhuǎn)的方向上旋轉(zhuǎn)，并且所述系統(tǒng)還具有一裝置，該裝置能夠通過接近和移動(dòng)空氣動(dòng)力板控制圓筒形豎直空心覆蓋物(1)旋轉(zhuǎn)一會(huì)兒，并且將具有圓筒形豎直空心覆蓋物(1)；空氣動(dòng)力板(2)，所述板(2)具有控制的角運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)；結(jié)構(gòu)式水平臂(3)；結(jié)構(gòu)緊固纜索(4)；水平旋轉(zhuǎn)軸(5)；空氣動(dòng)力板的平移伺服電機(jī)(6)；空氣動(dòng)力板的旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(7)；空氣動(dòng)力板旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸(8)；空氣動(dòng)力板減震器(9)；使旋轉(zhuǎn)的慣性載荷轉(zhuǎn)向輪(10)；轉(zhuǎn)向輪齒條(11)；發(fā)電機(jī)錐齒輪(12)；RPM倍增器箱(13)；彈性聯(lián)軸節(jié)(14)；交流發(fā)電機(jī)(15)；帶彈性接頭的聯(lián)軸節(jié)液壓離合器(16)；內(nèi)燃機(jī)(17)；帶電磁制動(dòng)器和加速器的起動(dòng)裝置電磁電機(jī)(18)；旋轉(zhuǎn)傳感器(19)；控制和管理系統(tǒng)中心(20)；平面軸承(21)和支座軸承(22)；圓筒形豎直支柱(23)；其中，空氣動(dòng)力板(2)被固定到水平軸(5)上，這樣使板能完成圓周部分運(yùn)動(dòng)的四分之一，并且還在水平軸(5)的延伸使覆蓋物(1)的角速度保持恒定的兩個(gè)方向上平移，并將水平臂(3)固定到覆蓋物(1)上，從而形成橫桿(24)，而在每個(gè)水平面上，將這些橫桿(24)這樣布置，使得它們之間的角度通過90°角除以所用的橫桿數(shù)得出。
2. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，覆蓋物(1)插 入到結(jié)構(gòu)支柱(23)的頂部中，所述結(jié)構(gòu)支柱(23)固定在地面或高 的結(jié)構(gòu)平臺(tái)中，并由滾柱軸承(22)和滾動(dòng)支座支承。
3. 按照權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，空氣動(dòng)力板(2)通過螺紋支承件(25 )連接到水平旋轉(zhuǎn)軸(5 )上，所述水平旋轉(zhuǎn)軸(5 ) 通過驅(qū)動(dòng)平移伺服電機(jī)(6)和板(2)的旋轉(zhuǎn)使板(2)能朝軸(5) 的兩個(gè)方向平移，所述板(2)在其正面部分接收風(fēng)力時(shí)，保持處于豎 直位置，從而產(chǎn)生牽引力，而當(dāng)空氣動(dòng)力板(2)在背后部分接收風(fēng)力 時(shí)，板到達(dá)幾乎處于水平位置(形成水平)，從而完成圓周運(yùn)動(dòng)的四分 之一部分。
4. 按照權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，空氣動(dòng)力板(2) 是平面和分層的。
5. 按照權(quán)利要求3和4所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，空氣動(dòng)力板 (2)用金屬材料、塑料、合成纖維或抗水和抗天氣影響的織物制造。
6. 按照權(quán)利要求3-5所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，空氣動(dòng)力板(2) 具有剛性構(gòu)架，所述剛性構(gòu)架用輕質(zhì)材料，如金屬、合金、鋁、碳纖 維、鐵、鋼或塑料制造。
7. 按照權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，轉(zhuǎn)換器具有安全 空氣動(dòng)力板旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(7)，所述伺服電機(jī)(7)在風(fēng)暴或狂風(fēng)時(shí)刻 使板(2)旋轉(zhuǎn)到水平位置，所述水平位置與板(2)的夾角能在0。到 80。之間不等，該夾角與風(fēng)速和編程的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)。
8. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，水平軸(5)具 有環(huán)形螺旋形式并連接到平移伺服電機(jī)(6 )上，所述平移伺服電機(jī)(6 ) 使水平軸(5)順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，將空氣動(dòng)力板(2)移 離或接近覆蓋物(1)，從而使角速度保持恒定。
9. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，水平臂(3)由 管構(gòu)成，具有格狀結(jié)構(gòu)，自支承并連接到覆蓋物(1)上。
10. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，水平臂(3)由 管構(gòu)成，連接到覆蓋物(l)上并通過鋼索支承，所述鋼索捆扎在臂(3) 和覆蓋物(1)末端之間。
11. 按照權(quán)利要求9或10所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，水平臂(3 ) 通過鋼索(4)彼此互連。
12. 按照權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，水平臂(3)具有減震器(9)，所述減震器(9)減輕在用于牽引或成水平位置的空 氣動(dòng)力板(2)路線末端的角運(yùn)動(dòng)。
13. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，圓筒形覆蓋物 (1)在下部末端具有慣性載荷轉(zhuǎn)向輪(10 )。
14. 按照權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，慣性載荷轉(zhuǎn)向 輪(10 )具有齒條(11),所述齒條(11)將旋轉(zhuǎn)傳送到RPM倍增器 箱(13)的錐齒輪和電磁電機(jī)(18)的錐齒輪，以控制轉(zhuǎn)換器的旋轉(zhuǎn) 和脫離。
15. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，交流發(fā)電機(jī)(15 ) 通過控制空氣動(dòng)力板(2)與覆蓋物(1)的距離和/或通過控制板(2) 的斜度并另外通過旋轉(zhuǎn)控制電磁電機(jī)(18 )，產(chǎn)生恒定的輸出且沒有周 期波動(dòng)。
16. 按照權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器裝 有內(nèi)燃機(jī)(17 )，以在風(fēng)停止的情況下使發(fā)電機(jī)(15 )的旋轉(zhuǎn)保持恒定， 或者轉(zhuǎn)換器在替換內(nèi)燃機(jī)(17)時(shí)使用現(xiàn)有電網(wǎng)。
17. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，電磁電機(jī)(18) 當(dāng)用作制動(dòng)器或磁力加速器時(shí)移動(dòng)慣性轉(zhuǎn)換器，并幫助恒定旋轉(zhuǎn)控制 覆蓋物(1)。
18. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)傳感器(19 ) 監(jiān)測(cè)慣性載荷轉(zhuǎn)向輪(10)的旋轉(zhuǎn)，以控制恒定的速度。
19. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，控制和管理系 統(tǒng)中心(20)控制發(fā)電機(jī)(15)的發(fā)電，從而通過起動(dòng)電機(jī)(6)、 (7)、(17)和/或(18),并通過來自傳感器(19)的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)與來自瞬時(shí) 電壓和電流輸出的信息反饋使輸出保持恒定。
20. —種風(fēng)力轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該風(fēng)力轉(zhuǎn)換器具有風(fēng)捕集系 統(tǒng)，所述風(fēng)捕集系統(tǒng)使能利用風(fēng)力的90-98%用來轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能， 同時(shí)，除了這個(gè)巨大輸出之外，還能在對(duì)涉及的板的尺寸沒有限制的 情況下增加若干層次的板，該系統(tǒng)不需要放在風(fēng)向中，因?yàn)樗臓恳?力與風(fēng)向無關(guān)，總是在按編程序旋轉(zhuǎn)的方向上旋轉(zhuǎn)，并且該系統(tǒng)具有圓筒形豎直支柱(23);空氣動(dòng)力板(2);水平軸(26);旋轉(zhuǎn)豎軸(27); 旋轉(zhuǎn)組軸承(28);旋轉(zhuǎn)豎軸軸承(29);皮帶輪(30)、 (31)、 (32)、 (33);直流發(fā)電機(jī)34);控制電路(35);亮度傳感器(36);電抗器 (37);蓄電池(38);管線(39);固定支柱基座(41);固定支柱基 座覆蓋物(42);旋轉(zhuǎn)組(43)，其中，空氣動(dòng)力板(2)通過鉸接件(44) 固定到水平軸(26 )上，以便將鉸接件(26 )的一側(cè)固定在水平軸(26 ) 的下部中，而鉸接件(44)的另一側(cè)固定在板(2)的上部中，并且水 平軸(26)固定到旋轉(zhuǎn)組(43)上，從而形成橫桿(45)，而且這些橫 桿(24)這樣布置在每個(gè)水平面上，以使它們之間的角度通過90。角 除以所用的橫桿數(shù)得出。
21. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)組(43) 具有若干層次的橫桿(24),所述橫桿層次與所希望的發(fā)電量有關(guān)。
22. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)組(43) 插入到支柱(23)的頂部中，并由旋轉(zhuǎn)組軸承(28)支承。
23. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，水平軸(26) 具有由兩部分相互組成為80。角的止動(dòng)器(46)。
24. 按照權(quán)利要求25所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，止動(dòng)器(46) 部分地與板(2)接觸，且被吸收沖擊的材料覆蓋。
25. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，空氣動(dòng)力板(2) 是平面的，并具有極薄的厚度。
26. 按照權(quán)利要求25所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，空氣動(dòng)力板(2) 用金屬材料、塑料、合成纖維或抗水和抗天氣影響的織物制造。
27. 按照權(quán)利要求25所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，空氣動(dòng)力板(2) 具有剛性構(gòu)架，所述剛性構(gòu)架用輕質(zhì)材料，如鋁、碳纖維或塑料制成。
28. 按照權(quán)利要求20所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，支柱(23)通 過焊接在加強(qiáng)環(huán)(47)中而固定在固定支柱基座(41)里。
29. 按照權(quán)利要求28所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，固定支柱基座 (41)由四個(gè)管狀支承件和加強(qiáng)環(huán)(47)組成，所述管狀支承件和加強(qiáng)環(huán)(47)相互形成90。角連接。
30. 按照權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，支承件具有膝 狀物，所述膝狀物具有20。-45°之間的角度。
31. 按照權(quán)利要求20所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)豎軸(27) 從支柱(23)的頂部延伸到支柱的基座之后靠在下部板(48)上，并 在豎軸的每個(gè)末端都有軸承(29)。
32. 按照權(quán)利要求20所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，皮帶輪(30) 或齒輪固定在旋轉(zhuǎn)豎軸(27)的下部末端中。
33. 按照權(quán)利要求20所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，發(fā)電機(jī)(34) 是交流發(fā)電機(jī)。
34. 按照權(quán)利要求20所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，由發(fā)電機(jī)(34) 產(chǎn)生的電能由控制電路(35)控制，所述控制電路(35)與發(fā)電機(jī)(34)、 亮度傳感器(36)、電抗器(37)、發(fā)送和接收能量的蓄電池(38)及 燈(40)連接，用于將電能供給到上述燈(40)。
35. 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，管線(39)位 于支柱(23)的內(nèi)壁上，從而將電抗器(37)連接到燈(40)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力轉(zhuǎn)換器，所述風(fēng)力轉(zhuǎn)換器具有風(fēng)保持系統(tǒng)，該風(fēng)保持系統(tǒng)使能利用風(fēng)力的90-98％來轉(zhuǎn)變成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能，同時(shí)，除了這種高效率之外，在不限制涉及的板的尺寸情況下，還能增加若干層次的板，為唯一的螺旋槳軸在可能增加這些軸之處提供使用接收風(fēng)力的巨大面積，以便即使在低風(fēng)速值的情況下，接收風(fēng)的巨大面積也能使軸旋轉(zhuǎn)，該系統(tǒng)不需要為風(fēng)向定向，因?yàn)闋恳εc瞬時(shí)風(fēng)向無關(guān)，總是在被編程而旋轉(zhuǎn)的同樣的方向上旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F03D3/06GK101287906SQ200680038285
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者小弗拉維奧·弗朗西斯科·杜爾切蒂 申請(qǐng)人:小弗拉維奧·弗朗西斯科·杜爾切蒂